ProjektSOLANACEE

Die industriellen Anforderungen an das Fügen komplexer Komponenten, insbesondere in der Elektronik und bei Hochleistungskabeln, entwickeln sich hin zu präziseren, zuverlässigeren und thermisch weniger belastenden Verfahren.

In diesem Zusammenhang stellt das Nanosekunden-Laserschweißen einen vielversprechenden Ansatz dar. Es ermöglicht extrem schnelle Laser-Material-Wechselwirkungen, die thermische Effekte begrenzen und zugleich leistungsfähige Fügeeigenschaften bewahren.

Diese Art von Verfahren ist jedoch noch nicht ausreichend beherrscht:

• die Prozessfenster sind wenig bekannt
• die physikalischen Mechanismen der Laser-Material-Wechselwirkung bleiben komplex
• die Bedingungen für ein „quasi-athermisches“ Schweißen müssen besser definiert werden
• die Validierungs- und Prüfwerkzeuge müssen an diese ultraschnellen Regime angepasst werden

Das Projekt SOLANACÉE zielt daher darauf ab, diese wissenschaftlichen und technologischen Hürden zu überwinden, um den industriellen Anforderungen von AXON CABLE gerecht zu werden.

Projekt mit einer Laufzeit von 30 Monaten, von Oktober 2019 bis März 2022

Das Projekt SOLANACÉE soll das Wissen über das Nanosekunden-Laserschweißen für industrielle Anwendungen strukturieren und vertiefen.

Die Hauptziele sind:

• Die Forschung zum Nanosekunden-Laserschweißen für gezielte industrielle Anwendungen vorantreiben
• Die Parametersätze des Verfahrens ermitteln (Leistung, Frequenz, Pulsdauer, Wellenlänge usw.)
• Die Betriebsbereiche definieren, die eine quasi-athermische Laser-Material-Wechselwirkung ermöglichen
• Die mit diesen schnellen Wechselwirkungen verbundenen physikalischen Mechanismen verstehen
• Auf das Verfahren abgestimmte Charakterisierungs- und Prüfmethoden einführen
• Eine instrumentierte, kompakte und leicht in industrielle Umgebungen integrierbare F&E-Zelle konzipieren

IREPA LASER bringt seine Expertise in fortschrittlichen Laserverfahren und in der Entwicklung experimenteller Plattformen ein, um die Reifung des Nanosekunden-Schweißens zu unterstützen.

Untersuchung der Nanosekunden-Laserparameter
Das Projekt beruht auf einer systematischen Untersuchung der wichtigsten Verfahrensparameter, um die optimalen Schweißbedingungen zu ermitteln:

• Leistung und abgegebene Energie
• Frequenz und Dauer der Pulse
• verwendete Wellenlängen
• kumulative Effekte auf das Material

Diese Untersuchung ermöglicht es, industriell nutzbare Prozessfenster zu definieren.

Verständnis der physikalischen Mechanismen
Ein fundierter wissenschaftlicher Ansatz wird verfolgt, um Folgendes zu verstehen:

• die Phänomene der Laser-Material-Wechselwirkung bei sehr hohen Repetitionsraten
• die Bedingungen, unter denen ein quasi-athermisches Verhalten auftritt
• die Mechanismen der Schweißnahtbildung

Charakterisierung und Validierung der Schweißnähte
Die hergestellten Verbindungen werden analysiert und geprüft, um ihre Konformität mit den industriellen Anforderungen zu verifizieren:

• Nahtqualität
• mechanische Festigkeit
• Reproduzierbarkeit des Verfahrens

Entwicklung einer instrumentierten F&E-Zelle
IREPA LASER wirkt an der Konzeption eines experimentellen Systems mit, das:

• kompakt und flexibel ist
• sich leicht in industrielle Umgebungen integrieren lässt
• schnelle Tests verschiedener Schweißparameter ermöglicht

Diese Zelle ist ein zentrales Werkzeug zur Beschleunigung des Technologietransfers.

Das Projekt SOLONACEE stützt sich auf ein Konsortium mit anerkannter Expertise:

• AXON CABLE – Industrielle Anforderungen und anwendungsbezogene Validierung
• IREPA LASER – Wissenschaftliche und technologische Entwicklung des Nanosekunden-Laserverfahrens

• Gesamtkosten des Projekts: 243 775,70 €
• FEDER-Förderung: 85 231,00 €
• Kofinanzierung Région Grand Est + FEDER (ergänzend je nach Förderprogramm)

Das Projekt SOLANACÉE eröffnet wichtige Perspektiven für hochpräzise Fügeverfahren.

Verbesserung der Laserschweißverfahren
Die Arbeit mit Nanosekundenlasern ermöglicht eine bessere Kontrolle der Laser-Material-Wechselwirkungen und reduziert unerwünschte thermische Effekte.

Zugang zu hochwertigen Fügeverbindungen
Die Beherrschung der Verfahrensparameter ermöglicht zuverlässigere und reproduzierbarere Schweißnähte.

Beschleunigung der industriellen Innovation
Die instrumentierte F&E-Zelle ermöglicht es, neue Konfigurationen schnell zu testen und die Entwicklung industrieller Lösungen zu beschleunigen.

Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit von AXON CABLE
Das Projekt trägt unmittelbar zur Innovationsfähigkeit und zur Leistungsfähigkeit der Fügeverfahren bei.